土木工程施工技术01.ppt

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第第11章章土方工程土方工程1.1概概述述1.1.1土的工程分类土的工程分类八大类八大类（16个个级别）级别）：

松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石。

软石、次坚石、坚石、特坚石。

1.1.2土的工程性质土的工程性质1.土的可松性：

土的可松性：

自然状态下的土，经开挖，其体积因松散而增自然状态下的土，经开挖，其体积因松散而增加，虽经回填压实，仍不能恢复成原来的体积。

加，虽经回填压实，仍不能恢复成原来的体积。

最终可松性系数最终可松性系数最初可松性系数最初可松性系数2土的密度：

土的密度：

天然密度：

指土在天然状态下单位体积的质量指土在天然状态下单位体积的质量（kg/m3）。

）。

土的干密度：

指单位体积土中固体颗粒的质量，即土体孔隙指单位体积土中固体颗粒的质量，即土体孔隙中无水时的单位土重中无水时的单位土重（kg/m3）。

指土中水的质量与土的固体颗粒质量之比。

3土的含水量：

土的含水量：

4土的渗透性：

土的渗透性：

指水流通过土中孔隙的难易程度。

Lh5原状土经机械压实后的沉降量：

原状土经机械压实后的沉降量：

根据不同土质，其沉降量一般在：

330cm之间之间。

式中：

P机械压实的有效作用力（机械压实的有效作用力（MPa）C原状土的抗陷系数（原状土的抗陷系数（MPa）当水力坡度当水力坡度时，地下水在土中渗流时，地下水在土中渗流的速度，称的速度，称渗透系数渗透系数K。

1.21.2土方机械化施工土方机械化施工主要土方施工机械主要土方施工机械:

推土机、铲运机、单斗挖土机、压实机械等。

1.6.11.6.1主要土方机械的特点与施工方法主要土方机械的特点与施工方法u（11）推土机）推土机特点特点切土、推土和卸土；切土、推土和卸土；分类分类行走装置：

履带式和轮式推土机行走装置：

履带式和轮式推土机操作方式：

机械式和液压式操纵。

操作方式：

机械式和液压式操纵。

铲刀安装方式：

固定式推土机和回转式推土机。

铲刀安装方式：

固定式推土机和回转式推土机。

轮胎式推土机履带式推土机履带式推土机直铲推土机的固定式推土铲回转式铲刀回转式铲刀（aa）铲刀平斜）铲刀平斜（bb）铲刀侧倾）铲刀侧倾u（22）铲运机）铲运机特点特点挖土、运土、卸土和平土挖土、运土、卸土和平土；分类分类运行方式：

拖式和自行式运行方式：

拖式和自行式操作方式：

钢丝绳操纵式和液压式操纵。

操作方式：

钢丝绳操纵式和液压式操纵。

卸土方式：

强制式、半强制式和自由卸土。

卸土方式：

强制式、半强制式和自由卸土。

拖式铲运机自行式铲运机自行式铲运机u（33）单斗挖土机）单斗挖土机反铲挖掘机u（44）压实机械）压实机械轮胎式压路机轮胎驱动钢轮振动压路机轮胎驱动钢轮振动压路机振动冲击夯电动蛙式打夯机电动蛙式打夯机1.3土方填筑与压实土方填筑与压实1.3.1土料的选择和填筑方法土料的选择和填筑方法1土料的选择：

土料的选择：

碎石类土、砂土、爆破石渣，可作表层以下的填料；碎石类土、砂土、爆破石渣，可作表层以下的填料；含水量符合压实要求的粘性土，可作各层填料。

含水量符合压实要求的粘性土，可作各层填料。

不能选用的几种土：

含水量大的土；含水量大的土；淤泥、冻土、膨胀性土及有机物含量淤泥、冻土、膨胀性土及有机物含量8%8%的土；的土；硫酸盐含量硫酸盐含量5%5%的土。

的土。

在道路工程中，粘性土不是理想的路基填料。

2填筑方法：

填筑方法：

接近水平的分层填土、分层压实；接近水平的分层填土、分层压实；采用两种回填土时，应分层填筑，不得混杂使用。

采用两种回填土时，应分层填筑，不得混杂使用。

1.3.2填土压实的方法：

填土压实的方法：

碾压法碾压法大面积填筑工程。

滚轮压力。

压路机、平碾、羊足碾大面积填筑工程。

滚轮压力。

压路机、平碾、羊足碾夯实法夯实法小面积填筑工程。

冲击力。

蛙式夯、柴油夯、人工夯小面积填筑工程。

冲击力。

蛙式夯、柴油夯、人工夯振动压实法振动压实法非粘性土填筑。

颗粒失重、排列填充。

振动夯、平板振捣器非粘性土填筑。

颗粒失重、排列填充。

振动夯、平板振捣器1.3.3影响填土压实质量的因素影响填土压实质量的因素土的含水量、铺土厚度、压实功。

土的含水量、铺土厚度、压实功。

1土的含水量：

土的含水量：

最优含水量最优含水量：

使填土压实获得最大密实度时的含水量。

：

使填土压实获得最大密实度时的含水量。

2铺土厚度：

铺土厚度：

填方每层铺土厚度应根据土质、压实的密实度要求和压实机填方每层铺土厚度应根据土质、压实的密实度要求和压实机械的性能确定。

械的性能确定。

一般一般H取：

取：

200mm300mm。

3压实功：

压实功：

不同机械有效影响深度不同。

w0小则不粘结、摩阻大，大则橡皮土；小则不粘结、摩阻大，大则橡皮土；应为最优含水量应为最优含水量z压实机械压实机械每层铺土厚度（每层铺土厚度（mm）压实遍数压实遍数平碾平碾25030068振动压实机振动压实机25035034柴油打夯机柴油打夯机20025034人工打夯人工打夯20034W（Nm）0压实遍数压实遍数1.3.4填土压实的质量检查填土压实的质量检查1质量要求：

质量要求：

压实系数（压实系数（c）：

）：

是土的施工控制干密度和土的最大干密度的比值。

P42表表1-23填土压实系数填土压实系数2检查方法：

检查方法：

采用采用“环刀法环刀法”按规定取样。

按规定取样。

（一般场地平整（一般场地平整0.9，填土作地基，填土作地基0.930.96）土的最优含水量和最大干密度参考表土的最优含水量和最大干密度参考表项次项次土的种类土的种类变动范围变动范围最优含水量（最优含水量（%）（质量比）（质量比）最大干密度最大干密度（103kg/m3）1砂砂土土8121.801.882粘粘土土19231.581.703粉质粘土粉质粘土12151.851.954粉粉土土16221.611.801.4基坑施工基坑施工1.3.1土方边坡及其稳定：

土方边坡及其稳定：

m=B/H，m坡度系数坡度系数m的物理意义：

的物理意义：

当基坑深为当基坑深为11米时，边坡宽度的大小米时，边坡宽度的大小。

边坡可以做成：

直线形、折线形、踏步形直线形、折线形、踏步形。

1.边坡坡度图边坡坡度图BH影响边坡系数影响边坡系数m大小的因素：

大小的因素：

2.土质；土质；挖土深度；挖土深度；施工期间边坡上的荷载；施工期间边坡上的荷载；土的含水率及排水情况；土的含水率及排水情况；边坡的留置时间。

边坡的留置时间。

*土含水量增加，对边坡稳定的影响：

土含水量增加，对边坡稳定的影响：

土含水量增加，将增大土的自重，从土含水量增加，将增大土的自重，从而使剪应力增加；而使剪应力增加；土含水量增加，土颗粒间粘结力减小，土含水量增加，土颗粒间粘结力减小，土的抗剪强度降低。

土的抗剪强度降低。

1.3.2土壁支护土壁支护：

三种类型：

加固型支护、支挡型支护、混合型支护加固型支护、支挡型支护、混合型支护。

1.加固型支护：

加固型支护：

是对基坑边坡滑动棱体范围及其附近土体进行是对基坑边坡滑动棱体范围及其附近土体进行加固，改善其物理力学性能，使其成为具有一定强度和稳定性加固，改善其物理力学性能，使其成为具有一定强度和稳定性的土体结构，从而保证土体结构，并兼有抗渗作用。

的土体结构，从而保证土体结构，并兼有抗渗作用。

按施工方法分：

深层搅拌水泥土桩墙支护；深层搅拌水泥土桩墙支护；高压喷射旋喷桩支护。

高压喷射旋喷桩支护。

2.支挡型支护：

支挡型支护：

是利用设置在基坑土壁上的支挡构件承受土壁是利用设置在基坑土壁上的支挡构件承受土壁的侧压力及其他荷载，保持土体结构的稳定。

的侧压力及其他荷载，保持土体结构的稳定。

按施工方法分：

土钉支护（土钉墙）；土钉支护（土钉墙）；土层锚杆支护；土层锚杆支护；排桩式支护；排桩式支护；板桩支护；板桩支护；钢木支撑。

钢木支撑。

*若按受力状态分：

若按受力状态分：

横撑式支撑、板桩式支护结构（悬臂式、支撑式）、重力式支横撑式支撑、板桩式支护结构（悬臂式、支撑式）、重力式支护结构（如：

地下砼连续墙）。

护结构（如：

地下砼连续墙）。

重力式水泥土墙：

水泥土墙是通过搅拌桩机将水泥与土进行搅拌，形成柱状的水泥水泥土墙是通过搅拌桩机将水泥与土进行搅拌，形成柱状的水泥加固土（搅拌桩），而构成重力式支护结构。

加固土（搅拌桩），而构成重力式支护结构。

重力式水泥土墙支护结构的设计包括：

整体稳定；整体稳定；抗倾覆稳定；抗倾覆稳定；抗滑移稳定；抗滑移稳定；位移；位移；其他：

验算抗渗、墙体应力、地基强度。

其他：

验算抗渗、墙体应力、地基强度。

板桩：

1板桩设计的五要素：

板桩设计的五要素：

板桩工程事故失败的主要原因板桩工程事故失败的主要原因：

入土深度不够，在土压力的作用下，入土深度不够，在土压力的作用下，板板桩的入土部分走动而出现坑壁滑坡；桩的入土部分走动而出现坑壁滑坡；板桩本身刚度不够，在土压力作用下失板桩本身刚度不够，在土压力作用下失稳弯曲；稳弯曲；支撑或拉锚的强度不够；支撑或拉锚的强度不够；拉锚长度不足，锚碇失去作用而使土体拉锚长度不足，锚碇失去作用而使土体滑动；滑动；板桩位移过大，造成周边环境的破坏。

板桩位移过大，造成周边环境的破坏。

入土深度；入土深度；截面弯矩；截面弯矩；支点反力；支点反力；拉锚长度；拉锚长度；板桩位移。

板桩位移。

2“等值梁法等值梁法“计算原理：

计算原理：

单支点板桩的计算原理（分：

自由支撑和嵌固支撑）单支点板桩的计算原理（分：

自由支撑和嵌固支撑）自由支撑单支点板桩：

自由支撑单支点板桩：

计算计算Mmax，选择板桩截面。

选择板桩截面。

epeaHtH1Haeaep-eaMmaxf嵌固支撑单支点板桩：

嵌固支撑单支点板桩：

用等值梁法计算嵌固支撑单支点板桩内力：

计算作用于板桩上的主动土压力和被动土压力；计算作用于板桩上的主动土压力和被动土压力；计算板桩上土压力强度为零的点计算板桩上土压力强度为零的点C至地面的距离；至地面的距离；将板桩在将板桩在C点截断，利用点截断，利用X=0，M=0，计算等值梁，计算等值梁AC段的支座反力段的支座反力Rc和支撑反力和支撑反力Ra；计算板桩的入土深度；计算板桩的入土深度；根据根据“等值梁等值梁”的受力图，求得的受力图，求得Mmax；选择板桩截面。

；选择板桩截面。

1.3.3基坑、基槽土方工程量计算基坑、基槽土方工程量计算1基坑：

基坑：

2基槽：

基槽：

条形基础的基槽在某一段长度内，基槽截面形状、尺寸不变时：

管沟土方量计算：

F0HF2F1HII1.3.4降水降水降水方法：

降水方法：

集水坑降水法、井点降水法。

1集水坑降水法：

集水坑降水法：

是在基坑开挖过程中，沿坑底周围或中央开挖有一定坡是在基坑开挖过程中，沿坑底周围或中央开挖有一定坡度的排水沟，在坑底每隔一定距离设一个集水坑，地下度的排水沟，在坑底每隔一定距离设一个集水坑，地下水通过排水沟流入集水坑中，然后用水泵抽走。

水通过排水沟流入集水坑中，然后用水泵抽走。

适用范围：

面积较小、土质较好、适用范围：

面积较小、土质较好、粗颗粒土层或粘性土层粗颗粒土层或粘性土层、降水深度不大降水深度不大的基坑（槽）开挖工程。

的基坑（槽）开挖工程。

集水坑的设置：

抽水设备：

离心泵、潜水泵、软轴水泵。

流砂的产生与防治：

产生的原因：

防治方法：

改变动水压力方向；改变动水压力方向；减小动水压力，增大渗流路径。

减小动水压力，增大渗流路径。

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